AfuInf - Proteom- und Polysaccharidom-Analysen der initialen Infektionsphase von Aspergillus fumigatus

• Antragsteller: Professor Dr. Axel Brakhage, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316898429

Obwohl sie keine Epidemien auslösen, stellen Pilzinfektionen ein zunehmendes medizinisches Problem dar. Die durch Pilze verursachten, lebensgefährlichen Infektionen führen zum Tod von etwa so vielen Menschen wie durch Tuberkulose oder Malaria zu beklagen sind. Unter diesen human-pathogenen Pilzen stellt Aspergillus fumigatus den wichtigsten, über die Luft verbreiteten Erreger dar. A. fumigatus ist verantwortlich für Erkrankungen in immunkompetenten und immunsupprimierten Patienten, wobei in letzterer Gruppe die Letalität unakzeptabel hoch ist. Die Ursache hierfür ist die bisher wenig verstandene Pathobiologie der Aspergillose. Deshalb ist es das Hauptziel des beantragten Forschungsprogrammes, die Spore (das Konidium), welche den infektiösen Morphotyp darstellt, im Detail zu untersuchen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Zellwand der ruhenden und auskeimenden Konidie, da hier proteinogene und glykosidische Moleküle lokalisiert sind, die aufgrund ihrer Eigenschaften, das Immunsystem zu beeinflussen und vor äußeren Stressfaktoren zu schützen, wichtig für die Virulenz des Pilzes sind. Bis heute existiert keine umfassende biochemische und molekularbiologische Analyse der Konidie. Dies ist aber für das Verständnis der initialen Phase der durch A. fumigatus ausgelösten Infektion wichtig. Folgende Aufgabenfelder wurden deshalb für unser Projekt definiert.1) Aufklärung der strukturellen Organisation der ruhenden Konidie durch Proteom- und Polysaccharidom-Studien und strukturellen Analysen2) Identifizierung der Zellwandmodifikationen und von neu synthetisierten Proteinen während der frühen Phase der Sporenkeimung und damit Infektion3) Untersuchung des Einflusses Zellwand-assoziierter Komponenten der ruhenden und keimenden Konidie auf Makrophagen und das Proteom des Phagolysosoms. Die Virulenz ausgewählter Mutanten wird in Mausinfektionsmodellen überprüft.Beantragt wird das Projekt von der Aspergillus-Gruppe des Institut Pasteur (Leiter J.-P. Latgé) und der Abteilung Mikrobiologie und Molekularbiologie der Universität Jena/ Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leiter A. Brakhage). Seit vielen Jahren besteht eine intensive und erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen beiden Gruppen, wobei hierbei komplementäre Expertisen im Bereich Biochemie, Glykobiologie (Latgé), Proteomics (Brakhage), Bioinformatik, Genetik und Infektionsbiologie zusammenkommen. All dieses Know-How bildet die Grundlage für das beantragte Projekt.Dieses Projekt adressiert eine wichtige, bisher nicht beantwortete wissenschaftliche Frage: Wie wird aus einem Luftkeim ein gefährlicher, human-pathogener Pilz? Die Charakterisierung der infektiösen Propagationsform während der Ruhe- und frühen Auskeimungsphase ist entscheidend für das Verständnis der Aspergillose und der Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze. Wir erhoffen uns, dass die generierten Ergebnisse einen großen Wert für das gesamte Gebiet der Biologie pathogener Pilze darstellen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Dr. Jean-Paul Latgé, Ph.D.